Garage, konvektorelement, bygga egen tempstyrning
Hej,
Jag har köpt ett hus med ett 36kvm hyffsat isolerat garage (9x4m) med sluttande tak som börjar någonstans runt 250-280 i takhöjd och avslutas med runt 200-230. Idag håller garaget sig oftast över nollan normala vinterdagar med hjälp av en luftsolvärmare samt solcell för cirkulationsfläkt.
Jag kommer meka i garaget och har funderat på vilken typ av uppvärmning jag ska skaffa. När jag läst runt lite känns det som att det blir svårt att motivera investeringskostnad och värma upp med en luftvärmepump och det kan snarare bli problem med avfrostning och om jag inte köper en dyrare.
Jag har 3-fas och egen central att tillgå för garaget. Jag har även en 6 kilowatts gammal torkfläkt som jag tänkte bygga styrning på men hur det än är så vill jag nog helst låta bli att blanda in alla tre faser högt belastade, fläkten låter dessutom fasligt mycket.
Jag funderade då på att helt enkelt köpa två stycken konvektorelement 750/1250/2000 watt. Jag kommer inte köra in och ut en bil varje dag utan garaget kommer nog till största delen vara stängt vintertid.
Jag är lite halvnördig och kraven är följande:
Nu till de egentliga frågorna!
- Spelar det någon egentlig roll om elementen står på 750/1250/2000 watt förutom uppvärmningshastigheten?
- Jag tänkte helt frångå den inbyggda termostatstyrning och istället styra elmatningen till elementen via en raspberry pi dator och egenbyggt program och annan temperatursensor. Kan detta innebära problem?
- Jag tänkte mig att styrningen av elen sker på så vis att under en viss temp slår den på (t ex. 4 grader) och över en viss temperatur slår den av (t ex. 6 grader). Det torde väl funka bra, eller tänker jag galet?
- Är jag helt ute och cyklar när jag resonerar att billiga konvektorfläktar torde fungera bra utan att bli allt för dyrt när man labbat in optimala temperaturer att jobba i? Det känns begränsande och bekymmersamt med billiga luftvärmepumpar och färdiga aerotemperlösningar som inte verkar ge så mycket besparing på investeringen på sådan liten yta om jag inte ska ha det fullvarmt hela tiden?
Jag har köpt ett hus med ett 36kvm hyffsat isolerat garage (9x4m) med sluttande tak som börjar någonstans runt 250-280 i takhöjd och avslutas med runt 200-230. Idag håller garaget sig oftast över nollan normala vinterdagar med hjälp av en luftsolvärmare samt solcell för cirkulationsfläkt.
Jag kommer meka i garaget och har funderat på vilken typ av uppvärmning jag ska skaffa. När jag läst runt lite känns det som att det blir svårt att motivera investeringskostnad och värma upp med en luftvärmepump och det kan snarare bli problem med avfrostning och om jag inte köper en dyrare.
Jag har 3-fas och egen central att tillgå för garaget. Jag har även en 6 kilowatts gammal torkfläkt som jag tänkte bygga styrning på men hur det än är så vill jag nog helst låta bli att blanda in alla tre faser högt belastade, fläkten låter dessutom fasligt mycket.
Jag funderade då på att helt enkelt köpa två stycken konvektorelement 750/1250/2000 watt. Jag kommer inte köra in och ut en bil varje dag utan garaget kommer nog till största delen vara stängt vintertid.
Jag är lite halvnördig och kraven är följande:
- Övervaka energiförbrukning av uppvärmningen
- Övervaka temperatur som resten av huset så att jag kan plotta det i grafer
- Ändra värden/intervaller för grund- och mektemp digitalt från dator/telefon
- Gå från grund- till mektemp digitalt från dator/telefon så att man kan slå på värmen på väg hem
Nu till de egentliga frågorna!
- Spelar det någon egentlig roll om elementen står på 750/1250/2000 watt förutom uppvärmningshastigheten?
- Jag tänkte helt frångå den inbyggda termostatstyrning och istället styra elmatningen till elementen via en raspberry pi dator och egenbyggt program och annan temperatursensor. Kan detta innebära problem?
- Jag tänkte mig att styrningen av elen sker på så vis att under en viss temp slår den på (t ex. 4 grader) och över en viss temperatur slår den av (t ex. 6 grader). Det torde väl funka bra, eller tänker jag galet?
- Är jag helt ute och cyklar när jag resonerar att billiga konvektorfläktar torde fungera bra utan att bli allt för dyrt när man labbat in optimala temperaturer att jobba i? Det känns begränsande och bekymmersamt med billiga luftvärmepumpar och färdiga aerotemperlösningar som inte verkar ge så mycket besparing på investeringen på sådan liten yta om jag inte ska ha det fullvarmt hela tiden?
Redigerat:
Energimässigt spelar det ingen roll om du bara har en bra termostat. Att dessa tre effektlägen finns på elementet indikerar möjligen att termostaten är dålig, men skall du ändå ersätta den är det inget problem för dig.Peter Östman skrev:
Inga problem som inte går att lösa.Peter Östman skrev:
Det fungerar och så fungerar också de allra enklaste termostaterna. Det finns bättre algoritmer som ger bättre noggrannhet och därmed aningen lägre förbrukning. De elektroniska termostaterna brukar slå till och från inom en halv minut. För högre effekt är den till under en längre tid och från under en kortare. Skillnaden mellan helt av och helt på är utspridd över ett temperaturintervall på runt en halv grad. För den algoritmen bör du inte ha ett mekaniskt relä utan ett halvledarrelä.Peter Östman skrev:
Det är isoleringen och inte typen av element som bestämmer hur mycket energi det gå åt. Värmepump blir billigare i drift, men alla lösningar med direktel kommer att ge samma förbrukning om bara temperaturen är densamma.Peter Östman skrev:
Visst är det en sådan här jag behöver?Avemo skrev:
http://industrial.omron.se/sv/produ..._state_relays/panel_mounted/g3na/default.html
Praktiskt sett, visst slår jag sedan elementen på 2000 watts läget och inbyggda termostaten i toppläget samt kopplar fas via halvledarreläet för att få det att fungera "slaviskt" till min egenbyggda styrning?
När vi pratar om hur designen på algoritmen ska se ut, tänker jag rätt om man gör så att det funkar så här med utgångspunkt 10 grader:
- Helt på <= 9.7 grader (4000 watt)
- Av/på 800 ggr/sec = 9.8 grader (3200 watt?)
- Av/på 600 ggr/sec = 9.9 grader (2400 watt?)
- Av/på 400 ggr/sec = 10.0 grader (1600 watt?)
- Av/på 200 ggr/sec = 10.1 grader (800 watt?)
- Helt av >= 10.2 grader (0 watt)
Tänker jag rätt gällande watt-antal och funkar det att reglera fasen på ovanstående vis? Det här är utanför min el-lära men det får mig att tänka att det borde ge lite knepiga störningar i resten av mitt elnät? Kan man anta att elementen klarar av detta eller måste man räkna med att riva isär dom och koppla förbi ev. styrning i dom?
Finns det "best practice" för vart man placerar temperatursensorn i ett utrymme, t ex. visst högt från taket, vissa avstånd från värmekällorna etc. ?
Edit: Gällande Av/på som jag beskrev ovan så är det felbeskrivet, man får väl bygga i en upplösning om t ex. 1000 ggr/sec. Gör man sedan för 80% effekt en "Av" var 6'e "På"? Nu är jag ute på djupt vatten känner jag. Kanske får räcka med en simpel on/off i ett visst intervall
Redigerat:
Den typen av "relä" passar bra för ditt fall. Men du ska inte tänka dig att koppla flera ggr per sekund dels funkar det inte så utan du får isf hålla dig till moduler ur 50 Hz och det skulle kunna skapa flimmer och andra störningar. Du får istället välja en lång bastid tex några minuter säg fem och beroende på din avvikelse i temp ligger du till motsvarande proportionellt mot den i början av varje sånt intervall. Så i ditt exempel tidigare kan du då lägga 10.2 -> från, 10.1 -> till en minut av de fem, 10.0 -> två minuter till osv ner till 9.7 -> ständigt till. Systemet är så trögt att man kan använda långa tider och nå effekten av det du beskrev tidigare fast med högre frekvens.
Ah, ja då tror jag att jag förstår. Alltså en tidskompensation för att värmen ska hinna sprida sig?
T ex.
En cykel var 5'e minut.
<= 9.7 = På till nästa cykel
9.8 = På 110 sec
9.9 = På 90 sec
10.0 = På 70 sec
10.1 = På 30 sec
10.2 = På 20 sec
>= 10.3 = Av
Såklart bara ett exempel som får trimmas in gällande cykelperiod och tider beroende på hur det faller ut?
T ex.
En cykel var 5'e minut.
<= 9.7 = På till nästa cykel
9.8 = På 110 sec
9.9 = På 90 sec
10.0 = På 70 sec
10.1 = På 30 sec
10.2 = På 20 sec
>= 10.3 = Av
Såklart bara ett exempel som får trimmas in gällande cykelperiod och tider beroende på hur det faller ut?
Den här drivkretsen är ganska vanlig i termostater.
https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/assets/datasheets/uaa2016_eng_tds.pdf
Tidbasen är en 11bitars-räknare och nätfrekvensen. 2^11 = 2048 perioder. Vid 50 Hz är periodtiden 20 ms. Det ger en cykeltid på 40,96 sekunder. 4 bitar används till att ange tilltiden vilket ger 16 olika effekter med 0 inräknat.
helt från
2,56 sekunder till 38,4 sekunder från
5,12 sekunder till 35,84 sekunder från
7,68 sekunder till 33,28 sekunder från
o.s.v.
38,4 sekunder till 2,56 sekunder från
helt till
Oavsett effekt är det samma tid mellan tillslagen. En form av PWM-reglering.
https://www1.elfa.se/data1/wwwroot/assets/datasheets/uaa2016_eng_tds.pdf
Tidbasen är en 11bitars-räknare och nätfrekvensen. 2^11 = 2048 perioder. Vid 50 Hz är periodtiden 20 ms. Det ger en cykeltid på 40,96 sekunder. 4 bitar används till att ange tilltiden vilket ger 16 olika effekter med 0 inräknat.
helt från
2,56 sekunder till 38,4 sekunder från
5,12 sekunder till 35,84 sekunder från
7,68 sekunder till 33,28 sekunder från
o.s.v.
38,4 sekunder till 2,56 sekunder från
helt till
Oavsett effekt är det samma tid mellan tillslagen. En form av PWM-reglering.
Jag hittade en vanlig tempsensor Dallas DS13B20 med max upplösning 12 bits (0.0625 grader). För att följa en liknande värmecyklar som beskrivs i drivkretsen du länkat med 1 grads område torde jag då för att uppnå mitt mål bygga ett program som använder ett visst set-värde för temperatur som sedan har logik som mappar in enligt matris nedan (exempel 10 grader). Jag tänker mig att cykeln blir 40 sekunder men programmets körlängd är 41 sekunder för att hinna med tempsensorns konverteringstid på 750ms.
Jag tycker det känns väldigt snävt med 1 grad, men det kanske är mycket i praktiken? Bör man sätta flera tempsensorer i garaget och snitta mellan dom? Någon input på vart man bör placera dom, t ex. viss höjd från tak/golv? Ej nära fönster/dörr osv. ?
| Temp | Tid på |
| >=9.5 | 40 |
| 9.5625 | 37.647 |
| 9.625 | 35.294 |
| 9.6875 | 32.941 |
| 9.75 | 30.588 |
| 9.8125 | 28.235 |
| 9.875 | 25.882 |
| 9.9375 | 23.529 |
| 10 | 21.176 |
| 10.0625 | 18.823 |
| 10.125 | 16.470 |
| 10.1875 | 14.117 |
| 10.25 | 11.764 |
| 10.3125 | 9.411 |
| 10.375 | 7.058 |
| 10.4375 | 4.705 |
| 10.5 | 2.352 |
| >10.5 | 0 |
Jag tycker det känns väldigt snävt med 1 grad, men det kanske är mycket i praktiken? Bör man sätta flera tempsensorer i garaget och snitta mellan dom? Någon input på vart man bör placera dom, t ex. viss höjd från tak/golv? Ej nära fönster/dörr osv. ?
Redigerat:
En vanligt använd höjd för givare är 1500 mm och det passar bra i ditt fall också. Den bör sitta så den inte påverkas direkt av drag vid dörrar, solljus som faller in osv. När du nu valt entrådsgivare är det enkelt att sätta några fler och ta någon form av medelvärde, vill du leka kan du sätta en ute också. Så kan du påverka parametrarna för din lilla reglering om du tycker det är kul att testa lite olika principer där, och känn dig inte låst vid att tiden ska vara si eller så på tex tidbasen. Behöver inte heller vara lika delat över intervallet så ditt exempel i #5 kan tex vara bra. Det är trögt och med stora tidskonstanter så cykler på flera minuter är kort i sammanhanget och att sträva efter att inte ha alldeles för korta minsta tilltider är också bra.
Tror jag börjar med något i den här stilen, bara mecka ihop att vanliga temperaturdatan som samlas in och slussas iväg utnyttjas på rätt sätt när cykeln avslutas och den ska använda sensorn/alternativt plocka upp den senast sparade som högst är 3 sekunder gammal.
Sen blir det till att labba med intervall, cykeltider, antel steps och vad icke linjära kurvor kan göra för nytta (antagligen ingen). Skoj blir det iallafall. Tack för din input GK.
Sen blir det till att labba med intervall, cykeltider, antel steps och vad icke linjära kurvor kan göra för nytta (antagligen ingen). Skoj blir det iallafall. Tack för din input GK.
Redigerat: